Micro-réseaux portables : alimentés par la sueur

• Auteur :
• Nom de l'auteur

  Prévision quantique
• 4 janvier 2023

Résumé des informations

Les applications de technologie portable incluent la surveillance de la santé humaine, la robotique, l'interface homme-machine, etc. Les progrès de ces applications ont conduit à une recherche accrue sur les appareils portables qui peuvent s'alimenter sans appareils supplémentaires.

Contexte des micro-réseaux portables

Les chercheurs étudient comment les appareils portables peuvent profiter d'un microréseau personnalisé d'énergie de sueur pour étendre leurs capacités. Un micro-réseau portable est un ensemble de composants de récupération et de stockage d'énergie qui permettent à l'électronique de fonctionner indépendamment des batteries. Le micro-réseau personnel est contrôlé par un système de détection, d'affichage, de transfert de données et de gestion d'interface. Le concept du micro-réseau portable a été dérivé de la version « en mode îlot ». Ce micro-réseau isolé comprend un petit réseau d'unités de production d'électricité, des systèmes de contrôle hiérarchiques et des charges qui peuvent fonctionner indépendamment du réseau électrique principal.

Lors du développement de micro-réseaux portables, les chercheurs doivent tenir compte de la puissance nominale et du type d'application. La taille du récupérateur d'énergie sera basée sur la puissance requise par l'application. Par exemple, les implants médicaux sont limités en taille et en espace car ils nécessitent de grosses batteries. Cependant, en utilisant la puissance de la sueur, les implants auraient le potentiel d'être plus petits et plus polyvalents.

Impact perturbateur

En 2022, une équipe de nano-ingénieurs de l'Université de San Diego, en Californie, a créé un "micro-réseau portable" qui stocke l'énergie de la sueur et du mouvement, fournissant de l'énergie à de minuscules appareils électroniques. Le dispositif comprend des biopiles, des générateurs triboélectriques (nangénérateurs) et des supercondensateurs. Toutes les pièces sont flexibles et lavables en machine, ce qui le rend idéal pour une chemise. 

Le groupe a identifié pour la première fois des dispositifs de collecte de sueur en 2013, mais la technologie est depuis devenue plus puissante pour accueillir de petits appareils électroniques. Le micro-réseau pourrait faire fonctionner une montre-bracelet LCD (affichage à cristaux liquides) pendant 30 minutes pendant une course de 10 minutes et une séance de repos de 20 minutes. Contrairement aux générateurs triboélectriques, qui fournissent de l'électricité avant que l'utilisateur ne puisse se déplacer, les biopiles sont activées par la sueur.

Toutes les pièces sont cousues dans une chemise et reliées par des fils d'argent minces et flexibles imprimés sur le tissu et enduits pour l'isolation d'un matériau imperméable. Si la chemise n'est pas lavée avec un détergent, les composants ne se décomposent pas à force de se plier, se plier, se froisser ou se tremper dans l'eau.

Les biopiles sont situées à l'intérieur du maillot et collectent l'énergie de la sueur. Pendant ce temps, les générateurs triboélectriques sont placés près de la taille et des côtés du torse pour convertir le mouvement en électricité. Ces deux composants captent l'énergie pendant que le porteur marche ou court, après quoi des supercondensateurs à l'extérieur de la chemise stockent temporairement de l'énergie pour alimenter de petits appareils électroniques. Les chercheurs sont intéressés à tester davantage les futures conceptions pour générer de l'énergie lorsqu'une personne est inactive ou stationnaire, par exemple assise dans un bureau.

Applications des micro-réseaux portables

Certaines applications des micro-réseaux portables peuvent inclure : 

• Montres intelligentes et écouteurs Bluetooth en cours de chargement pendant une séance d'exercice, de jogging ou de vélo.
• Les dispositifs médicaux portables tels que les biopuces alimentés par les mouvements ou la chaleur corporelle du porteur.
• Vêtements de charge sans fil stockant de l'énergie après avoir été portés. Ce développement peut permettre aux vêtements de transmettre de l'énergie aux appareils électroniques personnels comme les smartphones et les tablettes.
• Réduction des émissions de carbone et de la consommation d'énergie, car les utilisateurs peuvent recharger leurs gadgets simultanément tout en les utilisant.
• Recherche accrue sur d'autres facteurs de forme potentiels des micro-réseaux portables, tels que les chaussures, les vêtements et d'autres accessoires tels que les bracelets.

Questions à considérer

• Sinon, comment une source d'énergie portable peut-elle améliorer les technologies et les applications ?
• Comment un tel appareil peut-il vous aider dans votre travail et vos tâches quotidiennes ?